CN103316927B - 轧制控制装置及轧制控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种轧制控制装置及轧制控制方法，在构成连轧机的中间机座进行送出侧板厚控制并且能够避免由此产生的过控制。轧制控制装置对通过多对辊(11～14)来轧制被轧制材的连轧机进行控制，其特征在于，包括：机座板厚控制部(61～64)，其通过反馈控制对所述多对辊的轧制状态进行控制，以使得所轧制的被轧制材的板厚接近于所指定的设定板厚；和中间机座板厚补正量决定装置(501)以及中间机座板厚补正装置(502)，其对设定板厚进行变更，在变更多对辊中的至少配置于被轧制材的轧制方向的最后级的前一级的辊的反馈控制中的设定板厚时，基于按照每单位时间的设定板厚的变更量成为小于规定的阈值的方式确定的变化率来变更设定板厚。
Description
技术领域
本发明涉及轧制控制装置、轧制控制方法及轧制控制程序，尤其涉及连续轧制(串列式轧制)中的板厚控制。
背景技术
已存在有将多台轧机机座排列，由此，对被轧制材进行多次轧制以获得所期望的板厚的连轧机。在该连轧机中，基于设置在最后级的轧机机座的送出侧的板厚计的探测结果来对最后级的轧机机座的轧制状态进行控制，由此，将被轧制材的最终板厚调整到所期望的值。
在这样的连轧制控制中，按照在排列有多台的各轧机机座中分别逐渐对被轧制材进行轧制，且通过最后级的轧机机座所进行的轧制而使被轧制材的板厚成为最终的目标值的方式设定各轧机机座所进行的轧制目标值。而且，各轧机机座中的轧制目标值为了与构成各轧机机座的电机、辊等的寿命相匹配，而被设定为各轧机机座中的轧制负荷大致固定。
但是，各轧机机座中的轧制载荷成为固定的轧制目标值的设定却较难，即使根据所设定的轧制目标值自动地进行了轧制控制，也存在各轧机机座中的轧制载荷不为固定的情形。而且，最后级以外的轧机机座(以下，称为“中间机座”)所进行的轧制后的板厚(以下，称为“送出侧板厚”)并不重要，而重要的是使各轧机机座的轧制载荷相匹配，因此，操作员要基于中间机座的电动机负载、轧制载荷以及机座间张力以手动对辊间隙、辊速度进行操作来使轧制负荷相匹配。
在轧制控制中，不仅对被轧制材进行轧制，而且通过积蓄轧制相关的数据来进行轧制控制的学习。对此，如上所述，在通过操作员进行手动操作的情况下，成为优先中间机座的轧制载荷且忽视目标板厚。其结果，在中间机座中，成为不能进行基于轧制控制数据的学习。
另外，中间机座的送出侧板厚与目标不同的情况下，该偏差将由最终机座进行吸收消除，因此，可能影响到最后级的轧制机座的送出侧板厚、即影响到产品的品质。
为了解决这样的课题，需要在最后级以外的轧机机座对送出侧的板厚进行测量的基础上进行板厚控制。在此，在进行与送出侧板厚相应的板厚控制的情况下，会有：进行行进间板厚变更的情况或对板厚不同的被轧制材经焊接而连结的部分进行轧制的情况等这些会对基于反馈的板厚控制产生较大的影响的情况；以及因在各轧机机座进行板厚控制而会产生板厚控制的过控制的情况。
例如，在比轧制中的被轧制材的板厚还厚的被轧制材经焊接而连结的情况下，对焊接点的轧制结果进行探测时，由于厚于到此为止的被轧制材的板厚，所以，通过板厚控制将轧制载荷控制得较高，其结果，轧制结果的板厚将接近于目标板厚。其结果，焊接点的板厚比目标板厚还厚，但随着从此向被轧制材的移送方向的前进，板厚将接近于目标板厚而变薄。
而且，若从最后级之前的轧机机座所轧制的被轧制材中的焊接点起接近于目标板厚的板厚变化较为陡峭，则在最后级的轧机机座的板厚控制中，由已探测到焊接点的板厚而控制的轧制载荷将被适用到已经变薄的被轧制材的部分，进而会低于目标板厚。
发明内容
本发明是鉴于上述实际情况而提出的，目的在于，在构成连轧机的中间机座中进行送出侧板厚控制且避免由此产生的过控制。
本发明的一方式是对通过多对辊来轧制被轧制材的连轧机进行控制的轧制控制装置，其特征在于，包括：反馈控制部，其通过反馈控制对所述多对辊的轧制状态进行控制，以使得通过所述多对辊所轧制的被轧制材的板厚接近于所指定的设定板厚；以及设定板厚变更部，其变更所述设定板厚，所述设定板厚变更部在变更所述多对辊中的至少任意一个反馈控制中的设定板厚时，基于按照使每单位时间的所述设定板厚的变更量小于规定的阈值的方式确定的变化率，来变更所述设定板厚。
另外，本发明的其他方式是对通过多对辊来轧制被轧制材的连轧机进行控制的轧制控制方法，其特征在于，通过反馈控制对所述多对辊的轧制状态进行控制，以使得减小所述多对辊所轧制的被轧制材的板厚实际结果值与对所述多对辊分别指定的设定板厚之间的差异，基于所述多对辊中的轧制状态来决定所述设定板厚的变更，在变更所述多对辊中的至少任意一个反馈控制中的设定板厚时，基于按照使每单位时间的所述设定板厚的变更量小于规定的阈值的方式确定的变化率来变更所述设定板厚。
另外，本发明的另外其他方式是用于对连轧机进行控制的轧制控制程序，该连轧机以多对辊轧制被轧制材，按照减小由所述多对辊所轧制的被轧制材的板厚实际结果值与对所述多对辊分别指定的设定板厚之间的差异的方式，通过反馈控制来控制所述多对辊的轧制状态，所述轧制控制程序使信息处理装置执行下述的步骤，即，基于所述多对辊中的轧制状态来决定所述设定板厚的变更的步骤；和在变更所述多对辊中的至少一个反馈控制中的设定板厚时，基于按照使每单位时间的所述设定板厚的变更量小于规定的阈值的方式确定的变化率，来变更所述设定板厚的步骤。
发明效果
根据本发明，在构成连轧机的中间机座中进行送出侧板厚控制并且能够避免由此而产生的过控制。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的轧机以及轧制控制装置的整体构成的图。
图2是表示本发明的实施方式所涉及的轧制控制装置的课题的图。
图3是表示本发明的实施方式所涉及的轧制控制装置所进行的控制概要的图。
图4是表示本发明的实施方式所涉及的轧制控制装置的课题的图。
图5是表示本发明的实施方式所涉及的连轧机的轧制现象模型的图。
图6是表示本发明的实施方式所涉及的板厚设定的变更形态的图。
图7是用于说明本发明的实施方式所涉及的板厚设定补正值的计算形态的图。
图8是表示本发明的实施方式所涉及的时序板厚设定的变更的图。
图9是表示本发明的实施方式所涉及的轧制控制的功能块的图。
图10是表示本发明的实施方式所涉及的轧制控制动作的流程图。
图11是表示本发明的实施方式所涉及的最后级的板厚补正形态的图。
图12是表示本发明的实施方式所涉及的轧制控制装置的硬件构成的图。
具体实施方式
实施方式1.
在本实施方式中，说明在包含4个轧制机座的连轧机中，不仅基于在最后级的轧制机座、还基于在其以外的轧制机座(以下，称为“中间机座”)进行轧制后的板厚(以下，称为“送出侧板厚”)的探测结果，进行反馈控制的轧制控制的示例。
图1是表示本实施方式所涉及的连轧机的整体构成的图。如图1所示，本实施方式所涉及的连轧机由#1机座11、#2机座12、#3机座13、#4机座14(以下，总称为“轧制机座”)的4台轧制机座连续地对被轧制材M进行轧制。
在各轧制机座设置有用于施加在上下辊之间夹持被轧制材进行压轧的轧制压力的压下控制装置31、32、33、34(以下，总称为“压下控制装置”)、以及用于使辊以某速度进行旋转的速度控制装置21、22、23、24(以下，总称为“速度控制装置”)。轧制机座实施将被轧制材加工成符合产产品规格的板厚的轧制加工。由此，进行使轧制机座的送出侧的板厚固定的控制(以下，称为“板厚控制”)。另外，为了顺畅地实施轧制操作而对被轧制材施加张力，且该张力被控制为固定或者落入某带域内(以下，称为“张力控制”)。
分别在各轧制机座的送出侧设置有对作为轧制结果的送出侧板厚进行测定的#1机座送出侧板厚计41、#2机座送出侧板厚计42、#3机座送出侧板厚计43、#4机座送出侧板厚计44(以下，总称为“送出侧板厚计”)。由各送出侧板厚计所得到的板厚的测定结果被输入到相对于各轧制机座而分别设置的#1机座板厚控制部61、#2机座板厚控制部62、#3机座板厚控制部63、#4机座板厚控制部64(以下，总称为“机座板厚控制部”)。
机座板厚控制部通过基于送出侧板厚计的测定结果与预先设定的各机座的送出侧板厚设定值之间的偏差的PI(Proportional Integral：比例积分)控制，对各轧制机座的轧制状态进行控制。即，机座板厚控制部作为反馈控制部而发挥功能。
在此，与#2机座12、#3机座13、#4机座14对应的#2机座板厚控制部62、#3机座板厚控制部63、#4机座板厚控制部64向各自的前一级的机座中的对辊速度进行控制的速度控制装置发送控制信号，由此，对自身所对应的机座与前一级机座之间的速度比进行控制，进而由此对自身所对应的机座的送出侧板厚进行控制。
对此，与作为最前级机座的#1机座11对应的#1机座板厚控制部61将控制信号发送给用于控制#1机座11的轧制压力的压下控制装置31，由此，对#1机座11的送出侧板厚进行控制。
在各轧制机座之间分别设置有机座间张力计51、52、53(以下，总称为“机座间张力计”)，对在各机座间所移送的被轧制材M施加的张力进行测量。通过机座间张力计所测量得到的机座间张力被输入到与各轧制机座对应地分别设置的机座间张力控制部71、72、73(以下，总称为“机座间张力控制部”)。
机座间张力控制部通过进行基于与各个轧制机座对应的机座间张力计所测量到的实际结果张力与预先设定的各机座间的张力设定值之间的偏差的PI控制，对后级侧的轧制机座的轧制状态进行控制。例如，机座间张力控制部71基于机座间张力计51所得到的测量结果以及张力设定值，向与#2机座12对应的压下控制装置32发送控制信号。由此，事前对张力的偏差所造成的送出侧板厚的偏差进行调整。
在这样的构成中，机座板厚控制部按照消除由各机座送出侧板厚计41～44所测定得到的送出侧实际结果板厚与目标板厚的偏差即送出侧板厚偏差的方式进行动作。解决由偏差所产生的弊端是本实施方式的要点。
图2(a)、(b)是表示本实施方式所要解决的课题的图。图2(a)、(b)是表示板厚不同的被轧制材通过焊接而连结，并被连续地执行轧制的情况下的#3机座13、#4机座14的轧制实际结果的示例的图，图2(a)是表示#3机座中的轧制实际结果的示例的图。
在图2(a)、(b)的示例中，设为：通过焊接而连结的被轧制材在#1机座11、#2机座12各自的送出侧实际结果板厚与各自轧制机座的目标值的偏差较小，且#3机座送出侧板厚、#4机座送出侧板厚与目标板厚之间的偏差向正方向(实际结果板厚较厚)产生得较大。
该情况下，#3机座板厚控制部63为了消除与目标板厚之间的偏差而对速度控制装置22发送控制信号，其结果，如图2(a)所示那样，#3机座的送出侧板厚按时序达到目标板厚。相同地，#4机座板厚控制部64也为了消除#3机座的送出侧板厚与#4机座的目标板厚之间的偏差而对速度控制装置23发送控制信号。
此时，#4机座板厚控制部64对被轧制材的焊接点中的最厚的部分进行测定，由此，进行与该厚度相应的板厚控制。因此，在#3机座的送出侧板厚达到目标板厚时的变化较为陡峭的情况下，与最厚的部分相应的板厚控制成为过度控制，如图2(b)所示那样，会成为使#4机座的送出侧板厚变为较目标板厚更薄的过控制。其结果，#4机座送出侧板厚偏差发生下冲(undershoot)。
这样，在实施#1机座11、#2机座12、#3机座13中的板厚控制(以下，称为“中间机座板厚控制”)时，通过前级机座板厚控制的效果，后级机座送入侧板厚偏差会向抑制方向得到控制，因此，与后级机座板厚控制的效果相应地，会发生后级机座送出侧板厚偏差成为过控制状态的情况。
中间机座板厚控制，将实际板厚及实际张力与预先设定的各机座送出侧板厚设定、各机座间张力设定相对应，由此，从控制精度以及操作稳定性提高的观点来实施中间机座板厚控制。因此，中间机座送出侧板厚虽也需尽可能快速地被控制到设定板厚，但无需至对作为产品品质最重要的最后机座送出侧板厚造成干扰地进行控制。
为了避免图2(b)那样的状态，本实施方式所涉及的板厚控制部对图2(a)所示的前级的板厚控制中的向目标板厚收敛的收敛形态进行控制。这是本实施方式的一个要点。图3(a)、(b)是与图2(a)、(b)对应地表示本实施方式所涉及的板厚控制的图。
图3(a)是与图2(a)对应的图，是按时序表示适用本实施方式所涉及的轧制控制的情况下的#3机座13的送出侧板厚的图。在本实施方式所涉及的板厚控制中，如图3(a)所示，按照被轧制材的送出侧板厚平缓达到目标值的方式控制#3机座13的送出侧板厚。
换而言之，在本实施方式所涉及的板厚控制中，根据与机座送出侧板厚计41、42、43的送出侧板厚测量结果相应的输出，使板厚控制部61、62、63执行PI控制时，按照对压下控制装置31、速度控制装置21、22所输入的控制值与当前值之间的差成为规定的阈值以下的方式生成限制的控制值。由此，#3机座的送出侧板厚成为如图3(a)所示那样地按时序平缓进行变化的状态。
如图3(a)所示那样，只要是#3机座的送出侧板厚向目标板厚的变化是平缓的，则能够如图3(b)所示，在#4机座的送出侧板厚中不会发生过控制地达到目标板厚，能够解决图2(a)、(b)中说明的课题。用于实现如图3(a)所示那样的送出侧板厚平缓变化的构成包括图1所示的中间机座板厚补正量决定装置501、中间机座板厚补正装置502以及送出侧板厚补正装置503。即，中间机座板厚补正量决定装置501、中间机座板厚补正装置502以及送出侧板厚补正装置503进行联动，作为设定板厚变更部而发挥功能。由这些的构成以及机座板厚控制部、机座间张力控制部来构成本实施方式所涉及的轧制控制装置。
图4(a)、(b)示出了因在中间机座实施板厚控制而发生的第2个问题点。在此，作为轧制负荷，虽考虑各轧机机座的轧制载荷，但也可将各轧机机座的电动机电流或者转矩作为轧制负荷进行考虑。在连轧机中，在多个轧机机座分别实施轧制。连轧机送入侧的板厚(母材厚)与送出侧的板厚(产品板厚)由于是根据被轧制材的制造规格而决定，故不能变更，但关于从#1机座轧机至#(最后机座-1)机座轧机的送出侧板厚，即中间机座的送出侧板厚(以下，称为“中间送出侧板厚”)，能够任意变更。
由此，在中间机座，设定恰当的评价基准来决定板厚设定。图4(a)是表示按照预先确定的基准而设定了各轧制机座的轧制载荷比率的正常状态的图。在此，假设#1机座11～#3机座13的轧制载荷相等，且#4机座14的轧制载荷设定得比其他机座要小的情况，来设定载荷设定比率。最后机座载荷按照被轧制材的形状不会成为波状边缘(wavy edges)倾向的方式设定得较小，其他的机座进行等分配，基于这样的方针而设定机座载荷。
关于各机座的轧制载荷分配，其他还有全部机座固定的情况、或从#1机座11至最后机座的#4机座14进行减少的情况等各种设定方法，因此，恰当选择即可。
实际结果相对于轧制载荷设定值若大致一致则没有问题，如图4(b)所示，在某轧机机座的轧制载荷变高或变低而偏离了设定值的情况下，认为操作效率降低，在品质上发生问题。由此，在现有技术中，连轧机的操作员是根据经验上所获得的知识来操作各轧机机座的辊间隙、辊速度，而使其成为图4(a)的状态。
在中间机座轧机实施板厚控制时，板厚控制使中间机座送出侧板厚实际结果也成为设定值。因此，若预先设定的各机座送出侧板厚设定存在有误差时，则可能成为图4(b)那样的状态。
图5示出了连轧机的轧制现象模型中的、连轧机的#i机座轧机与#i-1机座轧机的轧制现象。作为对轧制现象的输入，有各轧机机座的辊间隙、辊速度以及送入侧板厚、送入侧张力、送出侧张力；作为输出，有送出侧板厚、送出侧板速度、送入侧板速度。在此，送出侧板厚能够通过图5下部所示的厚度计(gagemeter)公式，由轧制载荷与轧机常数、辊间隙来求取。轧制载荷P能够基于以下的式(1)来进行计算。
P＝b·k·f1(H，h)·f2(μ)·Zp (1)
b：板幅宽
k：形变阻力
f1：张力补正项
f2：摩擦系数补正项
Zp：学习系数
式(1)中，P是轧制机座1的轧制载荷，b是被轧制材的板幅宽，k是被轧制材的形变阻力，f1是被轧制材的张力补正项，f2是被轧制材与工作辊之间的摩擦系数补正项。另外，Zp是用于根据实际结果的轧制载荷来学习轧制载荷的计算值的公知的学习系数。另外，作为f1的参数的H是轧制机座的送入侧的被轧制材的板厚，h是轧制机座的送出侧的被轧制材的板厚。
由此，在连轧机中，若已确定各轧机机座的送入侧以及送出侧的张力设定，则根据被轧制材的材质，由形变阻力、轧制中使用的轧制油、作业辊的表面粗糙度等来预测摩擦系数并利用，由此能够计算出各机座轧制载荷的预测值。一边使中间机座板厚设定进行变化、一边运算各机座轧制载荷，由此，能够求取如图4(a)所示那样的成为各机座轧制载荷比率的各机座送出侧板厚。实施此是“设定计算”。以成为这样求取的送出侧板厚设定的方式，中间机座板厚控制实施控制。
在设定计算中利用的形变阻力、摩擦系数实际上具有误差。尤其摩擦系数具有相对于辊速度的速度依存性，因此，诸如实施行进间板厚变更的低速部、通常轧制时的高速部一般是不同的。由此，在通过设定计算所求取的中间机座送出侧板厚设定中，中间机座板厚控制对实际结果板厚进行了控制的情况下，存在成为图4(b)那样的状态的可能性。为了将其设为图4(a)那样的正常状态，如图6(a)、(b)所示，需要变更中间机座送出侧板厚设定。
另外，在进行如图6(a)那样的送出侧板厚设定的变更的情况下，也可能产生如图2(a)中说明那样的过控制的问题。由此，需要如图3(a)中说明那样地平缓变更送出侧板厚。
为了解决这样的课题，本实施方式所涉及的轧机的控制构成，如图1所示包含中间机座板厚补正量决定装置501、中间机座板厚补正装置502、送出侧板厚补正装置503。中间机座板厚补正量决定装置501根据轧制状态来变更中间机座送出侧板厚设定，由此，进行如图3(a)中说明那样的行进间板厚变更后的平缓的送出侧板厚的变化、如图6(a)、(b)所示的送出侧板厚设定的变更。
为了如图3(a)中说明那样的平缓的送出侧板厚的变化，#1机座送出侧板厚计41、#2机座送出侧板厚计42、#3机座送出侧板厚计43的输出h1、h2、h3、h4被输入到中间机座板厚补正量决定装置501。由此，中间机座板厚补正量决定装置501按照不进行如图2(a)所示那样的陡峭的板厚控制的方式，对#1机座11、#2机座12、#3机座13中的设定板厚进行补正。
另外，为了如图6(a)中说明那样的轧制载荷的非均衡补正，#1机座轧制载荷计81、#2机座轧制载荷计82、#3机座轧制载荷计83所得到的各轧制机座的轧制载荷的测量结果P1、P2、P3、P4以及速度控制装置21、22的为了各轧制机座间的张力控制的电动机转矩的值T1、T2、T3、T4被输入到中间机座板厚补正量决定装置501中。由此，中间机座板厚补正量决定装置501按照如图6(a)中说明那样的轧制载荷非均衡补正被进行补正的方式，对#1机座11、#2机座12、#3机座13中的设定板厚进行补正。
本实施例中，变更#1机座11～#3机座13的送出侧板厚设定值，即，变更#1机座板厚控制部61、#2机座板厚控制部62以及#3机座板厚控制部63的PI控制中的目标板厚。另外，根据图6(a)，不仅是#3机座13，也需变更#4机座14的轧制载荷，这是由于通过变更#3机座13的设定值而减小了#4机座14中所需的压下率，因此需自动地进行补正。
图7是表示在进行轧制载荷的非均衡补正时的、中间机座板厚补正量决定装置501所进行的补正值的计算形态的图。相对于如图7的折线所示那样的轧制载荷分配的目标值αi，是以棒线图所示那样的实际结果值Pi的情况下，中间机座板厚补正量决定装置501通过以下的式(2)的计算来求取评价函数Ji(其中，i＝1、2、3)。
Ji＝(αi·Pi+αi+1·Pi) (2)
而且，中间机座板厚补正量决定装置501利用由上述式(2)所求取的评价函数，来求取满足以下式(3)的补正值Δhi。
中间机座板厚补正装置502按照中间机座板厚补正量决定装置501所决定的中间机座送出侧板厚设定被得以反映的方式，进行针对各机座送出侧板厚计所输出的各机座送出侧板厚偏差的补正。
在此，本实施方式所涉及的各机座板厚计，计算为了将测量出的实际结果板厚与预先确定的板厚设定值之间的差设为零的送出侧板厚偏差并输出。该预先确定的板厚设定值是指，通过上述的设定计算所求取的值。另外，上述送出侧板厚偏差是通过从板厚实际结果中减去板厚设定值来求取的。接下来，中间机座板厚补正装置502基于中间机座板厚补正量决定装置501所决定的设定值，对各机座送出侧板厚计输出的送出侧板厚偏差进行补正。
另外，中间机座板厚补正装置502决定补正量的变更率，即决定每单位时间的变化量，并据此来变更补正量。由此，能够实现图3(a)中说明那样的平缓的送出侧板厚的变化。即，本实施方式所涉及的中间机座板厚补正装置502在对送出侧板厚偏差进行补正时，基于按照送出侧板厚偏差的每单位时间的变化量小于规定的阈值的方式确定的变化率，来输出用于补正送出侧板厚偏差的信号。
通过中间机座板厚补正装置502所进行的设定板厚的变更，#3机座13的送出侧板厚呈斜坡状变化而达到目标值。针对这样的状态的被轧制材，在#4机座14中，在进行基于PI控制的板厚控制时，在板厚开始呈斜坡状变化的位置，会发生板厚呈阶梯状变化的偏移误差。该偏移误差可根据#3机座的送出侧板厚的变化率进行计算。即，可基于中间机座板厚补正装置502的设定板厚的变化率来进行计算。
送出侧板厚补正装置503对#4机座送出侧板厚计44输出的送出侧板厚偏差进行补正，由此，使上述的偏移误差最小化。例如，在基于由中间机座板厚补正装置502得到的设定板厚变化率所计算出的偏移值为1(μm)的情况下，送出侧板厚补正装置503对#4机座送出侧板厚计44所输出的送出侧板厚偏差加减1(μm)，由此，进行偏移误差的补正。
利用图8对中间机座板厚补正装置502的动作概要进行说明。中间机座送出侧板厚设定的补正成为必要的情况有：图2(a)中说明的送出侧板厚发生陡峭的变化的情况、图4(b)中说明的各轧制机座中的轧制载荷发生非均衡的情况。
图8是按时序表示#3机座13的送出侧板厚偏差实际结果值、送出侧板厚偏差补正值以及送出侧板厚设定补正值的图，各时序一致。定时t0的行进间板厚刚变更后，如图8上部所示那样产生送出侧板厚偏差时，#3机座送出侧板厚控制63对偏差量进行修正，由于该修正的响应速度，存在如图2(b)中说明的那样的在#4机座送出侧板厚控制中成为干扰的情况。
为了防止上述情况，中间机座板厚补正量决定装置501，将如图8中部所示那样在行进间板厚刚变更后从#3机座送出侧板厚计43中取得的送出侧板厚偏差实际结果的值，作为用于对输入到#3机座板厚控制部63中的送出侧板厚偏差实际结果值进行补正的值而输入到中间机座板厚补正装置502，由此来抑制#3机座送出侧板厚控制部63所进行的PI控制。
中间机座板厚补正装置502基于从中间机座板厚补正量决定装置501中取得的送出侧板厚偏差实际结果值，按照#3机座送出侧板厚控制部63不进行陡峭的板厚控制的方式，输出用于补正被输入到#3机座送出侧板厚控制部63中的送出侧板厚偏差实际结果值的送出侧板厚偏差补正值，视为偏差未发生。即，在控制上消除在被轧制材所产生的陡峭的板厚的变化。由此，行进间板厚刚变更后，犹如板厚偏差的阶梯状的变化未发生那样地继续轧制控制。
其后，中间机座板厚补正装置502根据规定的变化率使送出侧板厚偏差补正值成为零，由此使对#3机座送出侧板厚控制部63输入的补正后的送出侧板厚实际结果值非急剧地变大，使#3机座送出侧板厚控制部63执行平缓的板厚控制，按照轧制机座送出侧的板厚(在此是#3机座送出侧板厚)呈斜坡状平缓达到设定板厚的方式进行控制。如图3(a)、(b)中说明的那样，中间机座板厚补正装置502通过调整呈该斜坡状进行变更的情况下的变化率，能够使对#4机座送出侧板厚控制的影响最小化。
轧制负荷成为非均衡的情况下，如上所述，需要变更各轧制机座中的目标板厚。由此，中间机座板厚补正量决定装置501生成表示规定的轧制机座(在此是#3机座13)中的目标板厚的补正量的机座送出侧板厚设定补正值。
在轧制负荷的非均衡的情况下，中间机座板厚补正量决定装置501生成如图8下部的定时t1所示的机座送出侧板厚设定补正值(在此是#3机座送出侧板厚设定补正值)。在此示出了设定板厚被设为负的情况。接下来，中间机座板厚补正量决定装置501将对生成的机座送出侧板厚设定补正值与机座送出侧板厚偏差实际结果值进行运算而得到的值(以下，称为偏差补正目标值)输入到中间机座板厚补正装置502。
另外，在上述的行进间板厚变更的情况下，为了对输入到机座板厚控制部中的送出侧板厚偏差实际结果值进行补正而使中间机座板厚补正量决定装置501输入到中间机座板厚补正装置502中的送出侧板厚偏差实际结果值也是上述偏差补正目标值，在中间机座板厚补正装置502中相同地进行处理。
中间机座板厚补正装置502按照使从中间机座板厚补正量决定装置所输入的偏差补正目标值接近于零的方式来输出送出侧板厚偏差补正量。即使在该情况下，也与上述的行进间板厚变更的情况相同地，中间机座板厚补正装置502根据规定的变化率使送出侧板厚偏差补正量进行变化，由此，能够避免图2(b)中说明的不良情况。
图8所示的板厚控制能够以图9所示的框图来实现。即，在行进间板厚变更的情况下，机座送出侧板厚设定补正值为零。对比，机座送出侧板厚偏差实际结果在如图8的行进间板厚变更实施点的定时t0处急剧变大。其结果，对中间机座板厚补正装置502输入的偏差补正目标值成为机座送出侧板厚偏差实际结果值。接下来，中间机座板厚补正装置502基于所输入的偏差补正目标值，输出基于内部的变更率设定的变更率而调整后的机座送出侧偏差补正值。通过该机座送出侧偏差补正值而被补正的值被输入到机座板厚控制部中。
另外，各机座的轧制载荷的非均衡的情况下，机座送出侧板厚设定补正值为Δh，机座送出侧板厚偏差实际结果为零。其结果，对中间机座板厚补正装置502所输入的偏差补正目标值成为机座送出侧板厚设定补正值。接下来，中间机座板厚补正装置502基于所输入的偏差补正目标值，输出基于内部的变更率设定的变更率而调整后的机座送出侧偏差补正值。通过该机座送出侧偏差补正值而补正后的值被输入到机座板厚控制部中。通过这样的功能块来实现上述的功能。
图10示出了中间机座板厚补正值设定装置501以及中间机座板厚补正装置502的动作概要。如图10所示，中间机座板厚补正值设定装置501对是否是行进间板厚变更进行判断(S1001)。该判断如上所述地，能通过基于从#1机座送出侧板厚计41、#2机座送出侧板厚计42、#3机座送出侧板厚计43输入的实测值的板厚偏差是否变化得较大，即，通过板厚偏差的实际结果值的每单位时间的变化是否超过了规定的阈值来进行判断。其他，也可以根据操作员所进行的操作进行判断。
在是行进间板厚变更的情况下(S1001/“是”)，如上所述，中间机座板厚补正量决定装置501将从机座送出侧板厚计中取得的送出侧板厚偏差实际结果的值作为偏差补正目标值而输出给中间机座板厚补正装置502(S1002)。由此，中间机座板厚补正装置502将当初与送出侧板厚偏差实际结果值相同的值作为送出侧板厚偏差补正值而输出，并且，根据规定的变更率使送出侧板厚偏差补正值接近于零并进行输出(S1005)。
另一方面，在不是行进间板厚变更的情况下(S1001/“否”)，中间机座板厚补正量决定装置501对在各轧制机座中的轧制载荷是否产生了非均衡进行判断(S1003)。在产生了非均衡的情况下(S1003/“是”)，中间机座板厚补正量决定装置501如上所述地生成机座送出侧板厚设定补正值，并作为偏差补正目标值而对中间机座板厚补正装置502进行输出(S1004)。
其后，中间机座板厚补正装置502与取得了送出侧板厚偏差实际结果值的情况相同地，根据规定的变更率使送出侧板厚偏差补正值接近于送出侧板厚设定补正值并进行输出(S1005)。通过这样的处理，能够取得上述的效果。另外，若既不是行进间板厚变更也不是轧制载荷的非均衡(S1003/“否”)，则中间机座板厚补正量决定装置501直接结束处理。
作为变更率，例如设为以10秒变更上述偏差补正目标值(mm单位)的1％。关于以几秒变更百分之几，可根据#4机座送出侧板厚控制部64、#3机座送出侧板厚控制部63的响应而进行预先确定，实际可一边观察#4机座送出侧板厚实际结果的变动、一边设定不会成为过冲(overshoot)的变更率。另外，关于#3机座送出侧板厚已进行了叙述，关于#1机座送出侧板厚、#2机座送出侧板厚也可适用相同的方法。
将#3机座送出侧板厚呈斜坡状进行变更时，#4机座送出侧板厚也呈斜坡状变动。通常，各机座送出侧板厚控制是利用板厚偏差实际结果来进行比例积分控制，但在送出侧板厚呈斜坡状变动的情况下会发生偏移误差。送出侧板厚补正装置503以消除在最后机座(本实施例是#4机座)送出侧板厚上产生的偏移误差为目的。
图11示出了送出侧板厚补正装置503的动作概要。通过前级机座辊速度变化时的送出侧板厚变化、送出侧板厚控制输出来求取单位时间的变化率，从而能求取送出侧板厚补正量/Δh4。例如，在#3机座送出侧板厚在行进间板厚变更后变厚，至设定值为止呈斜坡状进行变化的情况下，成为ΔΔH＜0。由此，送出侧板厚偏差变动量成为ΔΔh＜0，所以存在Δh＜0的偏移误差。
因此，作为送出侧板厚偏差补正量而输出正侧的值，由此，即使板厚偏差实际结果＝0，也因为作为板厚控制的板厚偏差将成为负而使板厚控制进行积分动作，因此能够抑制偏移误差。关于送出侧板厚补正装置503的动作，也能够以本实施例所示以外的板厚控制的构成通过其他的方法来进行实施。
如上所述，在本实施方式所涉及的轧机控制中，通过行进间板厚变更、轧制目标值的变更来使送出侧板厚进行变化的情况下，根据限制的变化率使其进行变化，由此，能够避免过控制所造成的过冲，能够防止产品品质的降低。
另外，上述实施方式中，以4机座的连轧机为例进行了说明，只要是连轧机，即使是3机座以下或是5机座以上也可适用。接下来，如上所述，连轧机在各轧制机座中逐渐地对被轧制材进行轧制，通过最后级的轧制机座而达到目标的板厚、即产品板厚。由此，如图6(b)所示，在较最后级处于之前的轧机中，即使发生了过冲，低于产品板厚的可能性也低，对产品板厚的影响也较小。
因此，本实施方式所涉及的板厚控制，至少适用于对最后级的前一级，即上述实施方式中的#3机座13的轧制进行控制的#3机座轧制控制部63，由此，能够获得防止过冲的防止效果。由此，能够防止产品品质的降低，并且，能够实现控制的效率化。
另外，如图1所示的中间机座板厚补正量决定装置501、中间机座板厚补正装置502以及送出侧板厚补正装置503可通过软件与硬件的组合来实现。在此，关于实现本实施方式所涉及的中间机座板厚补正量决定装置501、中间机座板厚补正装置502以及送出侧板厚补正装置503的各功能的硬件，参照图12进行说明。图12是表示构成本实施方式所涉及的中间机座板厚补正量决定装置501、中间机座板厚补正装置502以及送出侧板厚补正装置503的信息处理装置的硬件构成的框图。如图12所示，本实施方式所涉及的信息处理装置具有与一般性的服务器、PCC(Personal Computer)等的信息处理终端相同的构成。
即，在本实施方式所涉及的信息处理装置中，CPU(CentralProcessing Unit)101、RAM(Random Access Memory)102、ROM(Read Only Memory)103、HDD(Hard Disk Drive)104以及I/F105经由总线108而进行连接。另外，在I/F105连接有LCD(Liquid Crystal Display)106以及操作部107。
CPU101是运算单元，对信息处理装置的整个动作进行控制。RAM102是可高速读写信息的易失性的存储介质，作为CPU101处理信息时的作业区域来利用。ROM103是读取专用的非易失性存储介质，容纳有固件等的程序。
HDD104是可读写信息的非易失性的存储介质，容纳有OS(Operating System)、各种的控制程序、应用程序等。I/F105连接总线108与各种的硬件、网络等，进行控制。另外，I/F105作为在各装置交换信息或者用于针对轧机输入信息的接口来利用。
LCD106作为用于操作员确认信息处理装置的状态的视觉性用户界面。操作部107是键盘、鼠标等用于操作员对信息处理装置输入信息的用户界面。在这样的硬件构成中，由RAM102读出容纳在ROM103、HDD104或未图示的光学盘等记录介质中的程序，CPU101根据该程序进行运算，由此构成软件控制部。通过这样地构成的软件控制部与硬件的组合，能够实现本实施方式所涉及的中间机座板厚补正量决定装置501、中间机座板厚补正装置502以及送出侧板厚补正装置503的功能。
另外，上述实施方式中，将中间机座板厚补正量决定装置501、中间机座板厚补正装置502以及送出侧板厚补正装置503分别作为不同的装置进行了说明，但也可以使全部的功能在一个信息处理装置中实现，也可以将各功能分散到更多的信息处理装置中来实现。
标号说明
11、12、13、14 轧机机座
21、22、23、24 速度控制装置
31、32、33、34 压下控制装置
41、42、43、44 送出侧板厚计
51、52、53 机座间张力计
61、62、63、64 机座板厚控制部
71、72、73、74 机座间张力控制部
81、82、83、84 轧制载荷计
101 CPU
102 RAM
103 ROM
104 HDD
105 I/F
106 LCD
107 操作部
108 总线
501 中间机座板厚补正量决定装置
502 中间机座板厚补正装置
503 送出侧板厚补正装置
Claims (5)
1.一种轧制控制装置，其对通过多对辊来轧制被轧制材的连轧机进行控制，所述轧制控制装置的特征在于，包括：
反馈控制部，其通过反馈控制对所述多对辊的轧制状态进行控制，以使得通过所述多对辊所轧制的被轧制材的板厚接近于所指定的设定板厚；和
设定板厚变更部，其变更所述设定板厚，
所述设定板厚变更部在变更所述多对辊中的至少任意一个反馈控制中的设定板厚时，基于按照使每单位时间的所述设定板厚的变更量小于规定的阈值的方式确定的变化率，来变更所述设定板厚，
所述反馈控制部取得表示由所述辊所轧制的被轧制材的板厚实际结果值与所述设定板厚之间的差异的信息，按照使所述差异减小的方式对所述辊的轧制状态进行控制，
所述设定板厚变更部基于变更后的所述设定板厚，将用于补正所述板厚实际结果值与所述设定板厚之间的差异的偏差补正值输入到所述反馈控制部，
所述设定板厚变更部在所述板厚实际结果值的每单位时间的变化超过了规定的阈值的情况下，将变化后的所述板厚实际结果值作为所述偏差补正值而输出，由此，消除所述板厚实际结果值的变化，使所述反馈控制部执行反馈控制，其后根据所确定的所述变化率使所述偏差补正值接近于零。
2.根据权利要求1所述的轧制控制装置，其特征在于，
所述设定板厚变更部在变更所述多对辊中的至少配置于所述被轧制材的轧制方向的最后级的前一级的辊的反馈控制中的设定板厚时，基于按照使每单位时间的所述设定板厚的变更量小于规定的阈值的方式确定的变化率来变更所述设定板厚。
3.根据权利要求1所述的轧制控制装置，其特征在于，
所述设定板厚变更部取得表示所述多对辊各自中的轧制负荷的信息，在所述各自的轧制负荷发生了不均衡的情况下，按照对该不均衡进行补正的方式变更所述设定板厚。
4.根据权利要求1所述的轧制控制装置，其特征在于，
所述设定板厚变更部在根据所确定的所述变化率变更了配置于最后级的前一级的辊的设定板厚而使配置于最后级的前一级的辊所轧制的被轧制材的板厚按照移送方向的位置而进行变化的情况下，根据所述变化率来变更配置于最后级的辊的设定板厚，由此，补正在由配置于最后级的辊所轧制的被轧制材中产生的偏移误差。
5.一种轧制控制方法，对通过多对辊来轧制被轧制材的连轧机进行控制，所述轧制控制方法的特征在于，
通过反馈控制对所述多对辊的轧制状态进行控制，以使得减小所述多对辊所轧制的被轧制材的板厚实际结果值与对所述多对辊分别指定的设定板厚之间的差异，
基于所述多对辊中的轧制状态来决定所述设定板厚的变更，
在变更所述多对辊中的至少任意一个反馈控制中的设定板厚时，基于按照使每单位时间的所述设定板厚的变更量小于规定的阈值的方式确定的变化率，来变更所述设定板厚，
基于变更后的所述设定板厚，将用于补正所述板厚实际结果值与所述设定板厚之间的差异的偏差补正值输入给所述反馈控制，
在所述板厚实际结果值的每单位时间的变化超过了规定的阈值的情况下，将变化后的所述板厚实际结果值作为所述偏差补正值而输出，由此，消除所述板厚实际结果值的变化，执行反馈控制，其后根据所确定的所述变化率使所述偏差补正值接近于零。
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